原生氧化層是矽表面接觸大氣中的氧與水分而自然成長、厚度約1~2nm的薄 SiO₂ 膜。由於並非刻意形成的膜,膜質不均勻,且常夾帶金屬或有機物,若直接進入下一製程,會損害界面的電氣特性與薄膜的附著性。
會造成問題的是需要潔淨矽界面的製程。在閘極絕緣膜形成前、磊晶成長前、接觸窗中金屬矽化物形成前、與金屬導線的連接部位等,若殘留原生氧化層,會導致接觸電阻上升、介面能態增加、磊晶層的晶體缺陷。因此在這些製程之前必定會安排去除步驟(預清洗)。
去除標準上使用 DHF 清洗(稀氫氟酸)。HF 會選擇性地溶解 SiO₂,處理後的矽表面成為以 Si-H 鍵終端的疏水性狀態。此氫終端具有暫時延緩再氧化的效果,但一旦暴露於大氣中,數十分鐘至數小時內又會開始氧化,因此是一場與時間的競賽。
因此在運用上會設定 Q-time(製程間等待時間上限)。超過 DHF 處理到下一製程容許時間的晶圓會送回重新清洗,等待期間則保管於經 N₂ 吹淨的 FOUP 或倉儲(stocker)中,以減少與氧及水分的接觸。採用將傳送系統置於 N₂ 氣氛的 EFEM,抑制這種再氧化也是很大一部分的目的。
在無法使用液體的微細結構中,會使用 COR(Chemical Oxide Removal)這類乾式清洗。這是以 HF 系氣體與 NH₃ 將氧化膜轉變為固體產物,再加熱使其昇華的方式,具有以Å為單位的可控性,以及不會發生圖形崩塌或水痕的優點。如何應對原生氧化層,是所有要求潔淨界面之製程共通的基礎課題。